BAB VII UTILITAS DAN SARANANYA
Utilitas dalam suatu pabrik adalah sarana penunjang utama dalam kelancaran operasi. Mengingat pentingnya utilitas ini, maka segala sarana dan
prasarananya haruslah direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi pabrik. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik
pembuatan noodle soap sodium palmitic dari asam palmitat dan natrium hidroksida dengan proses netralisasi ini meliputi:
1. Kebutuhan uap steam
2. Kebutuhan air
3. Kebutuhan bahan kimia
4. Kebutuhan listrik
5. Kebutuhan bahan bakar
7.1. Kebutuhan Uap Steam
Pada pengoperasian pabrik dibutuhkan uap sebagai media pemanas. Adapun kebutuhan uap pada pabrik pembuatan noodle soap sodium palmitic dari asam
palmitat dan natrium hidroksida dengan proses netralisasi ini adalah : Tabel 7.1. Kebutuhan Uap
Nama Alat kgjam
Tangki asam palmitat Mixer 01
Mixer 02 Evaporator 01
Evaporator 02 1,760
207,2972 3,1473
16,9795 12,7670
TOTAL 241,9510
Universitas Sumatera Utara
Tambahan untuk kebocoran dan lain-lain diambil 5 dan faktor keamanan diambil sebesar 20 Perry, 1997. Maka kebutuhan uap adalah :
Total kebutuhan uap, = 241,9510 kgjam
= 5.806,8240 kghari Tambahan untuk kebocoran,
= 5 x 5.806,8240 = 290,3412 kghari Faktor keamanan,
= 20 x 5.806,8240 = 1.161,3648 kghari Total uap yang dibutuhkan,
= 5.806,8240 + 290,3412 + 1.161,3648 kghari = 7.258,53 kghari
Untuk kebutuhan uap dibeli dari luar pabrik karena direncanakan pabrik beroperasi di kawasan KIM STAR dengan perkiraan harga uap,
= 0,22kg = Rp.1.958,-kg Smith.R, 2005
7.2. Kebutuhan Air
Kebutuhan air pada pabrik pembuatan noodle soap sodium palmitic dari asam palmitat dan natrium hidroksida dengan proses netralisasi ini mencakup
kebutuhan air umpan ketel, proses, pendinginan dan domestik. Kebutuhan air untuk pendingin adalah sebagai berikut :
Tabel 7.2. Kebutuhan Air Untuk Pendingin
Nama Alat kgjam
Vacuum Spray Chamber VSC 730,4922
TOTAL 730,4922
Total kebutuhan air untuk pendingin, = 730,4922 kgjam = 17.531,8128 kghari
Universitas Sumatera Utara
Air yang telah digunakan sebagai pendingin dapat dimanfaatkan kembali setelah diproses di water cooling tower. Selama proses sirkulasi terjadi kehilangan
akibat penguapan, blow down dan selama pengaliran, sehingga penambahan air segar sebanyak :
Wm = We + Wd + Wb Perry,1997
We = 0,00085 x Wc T
1
-T
2
Perry,1997 Wb
=
1 −
S We
Perry,1997 Dimana :
Wm = Air segar yang harus ditambahkan, m
3
hari We
= Air yang hilang akibat penguapan, m
3
hari Wb
= Air yang terhembus blow down, m
3
hari Wd
= Air yang hilang sepanjang aliran, m
3
hari 0,1 sd 0,2 ; diambil 0,2
Wc = Kebutuhan air untuk pendingin, kghari
T
1
= Temperatur masuk = 50
o
C T
2
= Temperatur keluar = 25
o
C S
= Perbandingan antara padatan terlarut pada air untuk pendingin dengan air yang ditambahkan = 3 sd 5 ; diambil s = 5
Perry, 1997 Densitas ρ air 996,53 kgm
3
pada suhu 25 C dan tekanan 1 atm
Laju alir volumetrik air pendingin, Wc
= kgm
996,53 kghari
8 17.531,812
3
= 17,5929 m
3
hari Maka :
We = 0,00085 17,5929 50 – 25 = 0,3738 m
3
hari
Universitas Sumatera Utara
Wb =
1 5
hari m
0,3738
3
− = 0,0935 m
3
hari Wd
= 0,002 x 17,5929 m
3
hari = 0,0352 m
3
hari Air tambahan yang dibutuhkan untuk air pendingin :
Wm = 0,3738 + 0,0935 + 0,0352 = 0,5025 m
3
hari
= 500,7563 kghari Air pendingin yang digunakan kembali,
= 8
17.531,812 – 500,7563 kghari
= 17.031,0565 kghari
• Kebutuhan air proses,
1. Tangki NaOH = 95,1244 kgjam = 2.282,9856 kghari
2. Tangki NaCl = 0,1352 kgjam = 3,2448 kghari
Total kebutuhan air proses = 2.286,2304 kghari
• Kebutuhan air domestik keperluan sehari-hari, kantin dan lain-lain.
Kebutuhan air domestik untuk masyarakat industri diperkirakan 10 literjam per orang. Jumlah karyawan 138 orang.
Maka, Kebutuhan total air domestik adalah 138 orang x 10 literjam per orang
= 1.380 literjam x 0,9965 kgliter = 1.375,17 kgjam = 33.004,08 kghari
• Kebutuhan air tambahan untuk keperluan sehari-hari laboratorium,
pencucian peralatan dan lain-lain diperkirakan 5 dari total kebutuhan air.
Kebutuhan air tambahan, = 5 17.031,0565 + 1.451,706 + 2.286,2304 + 33.004,08 kghari
Universitas Sumatera Utara
= 2.688,6536 kghari Tabel 7.3. Perkiraan Kebutuhan Air di Pabrik
Kebutuhan Air kghari
Air pendingin Air proses
Air domestik Air tambahan
17.031,0565 2.286,2304
33.004,08 2.688,6536
TOTAL 55.010,0205
Unit Pengolahan Air
Kebutuhan air untuk pabrik pembuatan noodle soap sodium palmitic dari asam palmitat dan natrium hidroksida dengan proses netralisasi ini diperoleh dari
air bawah tanah. Kualitas air dapat dilihat pada tabel 7.4. Tabel 7.4. Sifat Fisika Air Bawah Tanah di KIM II Medan
No Parameter
Range mgliter
1 Padatan terlarut
32,80 2
Kekeruhan 290 NTU
3 Suhu
30,60 C
4 Daya Hantar Listrik
66,20 uscm
Tabel 7.5. Kandungan Bahan Kimia dalam Air Bawah Tanah di KIM II Medan
No Bahan Kimia
Range mgliter
1 Alumunium
0,020 2
Ammonia -
3 Besi
2,250 4
Fluorida 0,200
5 Klorida
4,000 6
Kromium 0,000
7 Mangan
0,150 8
Nitrat 0,470
Universitas Sumatera Utara
9 Nitrit
0,003 10
Oksigen terlarut DO -
11 pH
7,100 12
Seng 0,040
13 Sianida
0,000 14
Sulfat 0,000
15 Sulfid
0,065 16
Tembaga 0,000
No Bahan Kimia
Range mgliter
17 BOD
6,000 18
COD 14,000
19 Alkalinitas
29,000 20
Kesadahan 36,000
Sumber: Laporan PDAM KIM II Medan, 2006 Air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan dipergunakan sesuai
dengan keperluan. Pengolahan air pada pabrik ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu:
1. Pengendapan
Air dari bak penampung dialirkan kedalam bak pengendapan dimana partikel-partikel padat yang berdiameter besar akan mengendap secara gravitasi
tanpa bantuan bahan kimia. Ukuran partikel yang mengendap ini berkisar antara 10
-1
sampai 10
-3
m Alaert, 1987 Massa air yang dibutuhkan untuk 1 hari,
= 56.461,7265 kghari Volume,
= ρ m
=
3
53 ,
996 kghari
5 56.461,726
m kg
= 56,6583 m
3
hari Faktor keamanan, 20
= 1+0,2 x 56,6583 m
3
hari
Universitas Sumatera Utara
= 67,9899 m
3
hari
Direncanakan : Panjang bak = 3 x lebar bak
Tinggi bak = lebar bak
Sehingga, volume : = p x l x t = l
3
67,9899 = l
3
⇒ l = 4,0815 m Maka,
Panjang bak = 3 x 4,0815 m = 12,2445 m Lebar bak
= 4,0815 m Tinggi bak
= 4,0815 m
2. Klarifikasi
Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan didalam air. Air dari pengendapan dialirkan kedalam klarifier setelah diinjeksikan dengan larutan
alum, Al
2
SO
4 3
, dan soda abu, Na
2
CO
3
. Al
2
SO
4 3
berfungsi sebagai koagulan. Alum biasanya digunakan masing-masing sebesar 5-50 ppm terhadap
jumlah air yang diolah Hammer, 1979. Berdasarkan jumlah alkalinitas untuk menghilangkan turbiditas air, diketahui 1 mgliter alum bereaksi dengan 0,5
mgliter alkalinitas air, sedangkan perbandingan antara Al
2
SO
4 3
dengan Na
2
CO
3
adalah 1 : 0,53 Hammer, 1979. Total kebutuhan air = 56.461,7265 kghari
Jumlah alkalinitas = 29 ppm
Jumlah Al
2
SO
4 3
yang digunakan, =
6
10 29
5 ,
1
−
x x
x 56.461,7265 kghari
= 3,2748 kghari
Universitas Sumatera Utara
Jumlah Na
2
CO
3
yang digunakan, = 0,53 x 3,2748 kghari
= 1,7356 kghari
3. Filtrasi
Proses filtrasi dilakukan dengan menggunakan penyaring pasir sand filter. Sand filter ini berfungsi unuk menyaring kotoranflok yang masih
terkandung atau tertinggal di dalam air. Sand filter yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu :
Lapisan I terdiri dari pasir hijau, setinggi 24 in = 60,96 cm
Lapisan II terdiri dari antrasit, setinggi 12,5 in = 31,75 cm
Lapisan III terdiri dari batu grafel, setinggi 7 in = 17,78 cm
Pengolahan air KIM II, 2006 Pada bagian bawah sand filter dilengkapi dengan strainer agar air
menembus celah-celah pasir secara merata. Daya saring sand filter akan berkurang sehingga diperlukan pencucian back wash secara berkala Sugiharto,
1987. Dari penyaring ini, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan ke berbagai pemakaian air. Untuk air umpan ketel masih diperlukan lagi
pengolahan air lebih lanjut, yaitu demineralisasi dan deaerasi. Untuk air domestik dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air
dengan klor untuk membunuh kuman-kuman di dalam air agar syarat air minum dapat terpenuhi. Klor yang digunakan biasanya dalam bentuk kaporit CaClO
2
. Kebutuhan air domestik = 33.004,08 kghari
Kaporit yang direncanakan mengandung klorin 30 Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air
Gordon,1968
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan kaporit = 3
, 08
, 004
. 33
10 2
6
x x
−
= 0,220 kghari
7.3. Kebutuhan Bahan Kimia
Kategori